題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
分光光度法測的是有色物種的濃度,K 還要靠物料衡算才算得出來。兩步混成一步,是這類題最常見的錯。
自編示意:初始 c(Fe³⁺) = c(SCN⁻) = 1.000×10⁻³ mol/L,標準工作曲線斜率 εb = 400 L/mol,平衡時測得 A = 0.240;數值與體系均為自編示意,不代表真實物質常數。
二、逐題精講
題1
題1 求平衡濃度與 K,並寫出三段物料衡算。
解析
由 A = εbc 得 c(FeSCN²⁺) = 0.240/400 = 6.000×10⁻⁴ mol/L。按 1:1 消耗,平衡 c(Fe³⁺) = c(SCN⁻) = 10.000×10⁻⁴ − 6.000×10⁻⁴ = 4.000×10⁻⁴ mol/L。K = c(FeSCN²⁺)/(c(Fe³⁺)·c(SCN⁻)) = 6.000×10⁻⁴/(4.000×10⁻⁴)² = 3750 L/mol。核對:生成物濃度 6.000×10⁻⁴ 與兩種反應物各減少 6.000×10⁻⁴ 三者相等,物料閉合。
答案 c(FeSCN²⁺)=6.000×10⁻⁴;剩餘各 4.000×10⁻⁴ mol/L;K=3750 L/mol。
採分點 朗伯比爾定律 1 分、平衡濃度 1 分、三段衡算 1 分、K 值 1 分、閉合核對 1 分。
易錯點 把吸光度 A 直接代進 K 的分子,量綱和數值都不對。
題2
題2 若把 A 誤讀成 0.300,K 會變成多少?為什麼偏差被放大這麼多?
解析
誤讀後 c′ = 0.300/400 = 7.500×10⁻⁴ mol/L,剩餘各 2.500×10⁻⁴,K′ = 7.500×10⁻⁴/(2.500×10⁻⁴)² = 12000 L/mol,相對偏差 = (12000−3750)/3750 = 220.0%。放大來自分母是「兩個剩餘濃度的乘積」:吸光度只變了 25.0%,剩餘濃度卻從 4.000 降到 2.500,平方後分母降到原來的 39.1%,K 因此翻了三倍多。這類非線性放大不能靠多測幾次吸光度抵消,必須核對基線扣除與比色皿配對。
答案 K′ = 12000 L/mol;偏高 220.0%。
採分點 誤讀濃度 1 分、剩餘濃度 1 分、K′ 1 分、偏差 1 分、非線性放大說明 1 分。
易錯點 把 K 的偏差寫成「和吸光度一樣是 25%」,忽略了分母的平方。
三、規律小結與對照表
| 量 | 正確 A=0.240 | 誤讀 A=0.300 | 說明 |
|---|---|---|---|
| c(FeSCN²⁺)/10⁻⁴ | 6.000 | 7.500 | A/400 |
| 剩餘各/10⁻⁴ | 4.000 | 2.500 | 10.000−生成量 |
| 分母/10⁻⁸ | 16.00 | 6.250 | 兩剩餘濃度之積 |
| K/(L·mol⁻¹) | 3750 | 12000 | 分子/分母 |
| 相對偏差 | — | 220.0% | 分母平方放大 |
小結:吸光度先換濃度、再進衡算;K 的分母是乘積,讀數誤差會被非線性放大。
四、自測清單
- 能用朗伯比爾定律求平衡濃度
- 能做三段物料衡算
- 能寫出 K 表達式並計算
- 能回代誤讀吸光度的 K
- 能解釋分母平方造成的放大
- 能區分吸光度偏差與 K 偏差